(57)【要約】【課題】ＺｎＯ系透明導電膜を適正にパターニングすることができる薄膜太陽電池の製造方法及びその製造装置を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係る薄膜太陽電池の製造方法は、中央部よりも周辺部のビーム強度が高い断面強度分布を有する赤外線パルスレーザ光を形成し、透明基板上に形成された酸化亜鉛（ＺｎＯ）系の透明導電膜に対し上記赤外線パルスレーザ光を照射し、照射範囲の一部を重複させながら上記赤外線パルスレーザ光を走査する。このような断面強度分布を有する赤外線パルスレーザ光を用いることで、レーザ照射領域と非照射領域との境界部における膜残りを抑制でき、当該境界部の形状をシャープに形成することが可能となる。これにより、酸化亜鉛系の透明導電膜を適正にパターニングすることができる。また、隣接する導電膜パターン間における所期の絶縁抵抗を確保することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部よりも周辺部のビーム強度が高い断面強度分布を有する赤外線パルスレーザ光を形成し、
透明基板上に形成された酸化亜鉛系の透明導電膜に対し前記赤外線パルスレーザ光を照射し、照射範囲の一部を重複させながら前記赤外線パルスレーザ光を走査することで、前記透明導電膜をパターニングする
薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造方法であって、さらに、
前記透明導電膜の上に半導体層を形成し、
前記半導体層の上に金属膜を形成する
薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の薄膜太陽電池の製造方法であって、
前記透明導電膜は、アルミニウムを添加元素として含む酸化亜鉛系材料である
薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の薄膜太陽電池の製造方法であって、
前記赤外線パルスレーザ光は、１０００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下の波長を有する
薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造方法であって、さらに、
パターニングされた前記透明導電膜を洗浄する
薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項６】
透明基板上に形成された酸化亜鉛系の透明導電膜を有する薄膜太陽電池の製造装置であって、
中央部よりも周辺部のビーム強度が高い断面強度分布を有する赤外線パルスレーザ光を出射させるレーザ光源と、
前記透明基板を支持するステージと、
前記ステージを前記透明基板の面内方向に移動させることが可能な移動機構と、
前記透明導電膜に対する前記赤外線パルスレーザ光の照射範囲の一部が重複するように前記移動機構を制御する制御ユニットと
を具備する薄膜太陽電池の製造装置。
【請求項７】
請求項６に記載の薄膜太陽電池の製造装置であって、
前記レーザ光源は、前記断面強度分布を有するレーザ光を形成する光ファイバーを含む
薄膜太陽電池の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極層にＺｎＯ系の透明導電膜を用いた薄膜太陽電池の製造方法及びその製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、薄膜太陽電池は、ガラス等の透明基板上に、透明導電膜と、発電層としての半導体層と、裏面電極としての金属膜とをこの順に積層することで構成される。透明導電膜としては、通常、酸化インジウム錫（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等が用いられる。【０００３】
ＩＴＯは、導電率が高いため広い分野で用いられているが、コスト的に不利である。ＳｎＯ２は、ＩＴＯより安価であり、自由電子濃度が低いため高透過率の膜が得られるが、導電率が低く、耐プラズマ性も低い。一方、ＺｎＯは、ＩＴＯよりも安価であり、ＩＴＯに匹敵する抵抗率を有しているため、ＩＴＯの代替材料として有力視されている。また、ＺｎＯは、耐プラズマ性が高く、移動度が大きいため、長波長光の透過率が高いなどの特長を有していることから、薄膜太陽電池用の透明導電膜として適している。さらに、ＺｎＯは、アルミニウム（Ａｌ）やガリウム（Ｇａ）などを添加することでキャリア密度の制御が可能である。これらの酸化亜鉛系材料は、ＡＺＯ、ＧＺＯ等と称されている。【０００４】
ところで、薄膜太陽電池においては、レーザを用いて積層膜をパターニングすることで発電エリアを複数に絶縁分離し、これら複数の発電エリアを直列的に接続するのが一般的である。具体的には、ガラス基板上に透明導電膜を形成し、これを短冊状に分離する。その上に、半導体層及び裏面電極を順に積層した後、レーザを用いてこれら半導体層及び裏面電極をパターニングする。このとき、透明電極膜、半導体層及び裏面電極からなる１つのセルの透明電極膜が、隣接する他のセルの裏面電極と接触する構造となるように、半導体層及び裏面電極がパターニングされる。【０００５】
ＳｎＯ２膜のパターニングには、一般的に、近赤外レーザが広く用いられている。例えば特許文献１には、波長１０６４ｎｍのパルス状のレーザビームをＳｎＯ２膜に断続的に照射することで、当該ＳｎＯ２膜にスクライブ溝を形成する方法が記載されている。また、特許文献２には、トップフラット型（エネルギー強度分布が台形状）の断面強度分布を有する波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザを用いて透明導電膜をパターニングする方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１４１５２６号公報
【特許文献２】特開平１０−２５８３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、透明導電膜がＡＺＯ等のＺｎＯ系透明導電材料である場合、ＳｎＯ２膜と同様な照射条件でレーザ光を照射すると、透明導電膜を適正にパターニングすることができないという問題がある。本発明者らの実験によれば、ＳｎＯ２膜にとっては適正な照射条件であっても、当該照射条件でＡＺＯ膜にレーザ光を照射すると、パターン境界部での膜残りが多く、ＡＺＯを適正に除去することができない。また、パターンの形状精度も悪く、所望の加工幅でスクライブ溝を形成することが非常に困難である。【０００８】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、ＺｎＯ系透明導電膜を適正にパターニングすることができる薄膜太陽電池の製造方法及びその製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る薄膜太陽電池の製造方法は、中央部よりも周辺部のビーム強度が高い断面強度分布を有する赤外線パルスレーザ光を形成することを含む。透明基板上に形成された酸化亜鉛（ＺｎＯ）系の透明導電膜に対し上記赤外線パルスレーザ光を照射し、照射範囲の一部を重複させながら上記赤外線パルスレーザ光を走査することで、上記透明導電膜はパターニングされる。【００１０】
また、上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る薄膜太陽電池の製造装置は、透明基板上に形成された酸化亜鉛系の透明導電膜を有する薄膜太陽電池の製造装置であって、レーザ光源と、ステージと、移動機構と、制御ユニットとを具備する。
上記レーザ光源は、中央部よりも周辺部のビーム強度が高い断面強度分布を有する赤外線パルスレーザ光を出射させる。
上記ステージは、上記透明基板を支持する。
上記移動機構は、上記ステージを上記透明基板の面内方向に移動させることが可能である。
上記制御ユニットは、上記透明導電膜に対する上記赤外線パルスレーザ光の照射範囲の一部が重複するように上記移動機構を制御する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る薄膜太陽電池の製造方法を説明する工程フローである。
【図２】上記薄膜太陽電池の製造工程を説明する各工程の要部断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る薄膜太陽電池の製造装置の概略構成を示す平面図である。
【図４】上記製造装置の概略構成を示す正面図である。
【図５】上記製造装置に備えられる赤外線パルスレーザ光源の概略構成図である。
【図６】上記薄膜太陽電池を構成する透明基板として用いられるガラス材料の光学特性の一例を示す図であり、（Ａ）は白板ガラスの透過率特性、（Ｂ）はソーダ石灰ガラスの透過率特性をそれぞれ示している。
【図７】上記薄膜太陽電池を構成する透明導電膜として用いられるＡＺＯ膜の光学特性の一例を示す図である。
【図８】（Ａ）は、比較例に係る赤外線パルスレーザ光の断面強度分布を模式的に示す図であり、（Ｂ）は、その断面強度分布を有するレーザ光を用いて加工されたＡＺＯ膜のＳＥＭ写真である。
【図９】（Ａ）は、本発明の一実施形態において用いられる赤外線パルスパルスレーザ光の断面強度分布を模式的に示す図であり、（Ｂ）は、その断面強度分布を有するレーザ光を用いて加工されたＡＺＯ膜のＳＥＭ写真である。
【図１０】図９（Ａ）に示す断面強度分布を有する赤外線パルスレーザ光を用いて加工されたＡＺＯ膜の各サンプルの光学顕微鏡写真である。
【図１１】（Ａ）は、赤外線パルスレーザ光を用いてＡＺＯ膜を加工したときに発生する導電性の副生成物の一例を示すＳＥＭ写真であり、（Ｂ）はアルカリ洗浄液を用いて洗浄した後の様子を示すＳＥＭ写真である。
【図１２】図９（Ａ）に示す断面強度分布を有するパルス幅約７２ｎｓの赤外線パルスレーザ光を用いて加工したＡＺＯ膜の各サンプルのＳＥＭ写真である。
【図１３】図９（Ａ）に示す断面強度分布を有するパルス幅約３２ｎｓの赤外線パルスレーザ光を用いて加工したＡＺＯ膜の各サンプルのＳＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態に係る薄膜太陽電池の製造方法は、中央部よりも周辺部のビーム強度が高い断面強度分布を有する赤外線パルスレーザ光を形成することを含む。透明基板上に形成された酸化亜鉛（ＺｎＯ）系の透明導電膜に対し上記赤外線パルスレーザ光を照射し、照射範囲の一部を重複させながら上記赤外線パルスレーザ光を走査することで、上記透明導電膜はパターニングされる。
【００１３】
上記のような断面強度分布を有する赤外線パルスレーザ光を用いることで、周辺部よりも中央部のビーム強度が高いガウス分布のような断面強度分布を有する赤外線パルスレーザ光を用いる場合と比較して、レーザ照射領域と非照射領域との境界部における膜残りを抑制でき、かつ、当該境界部の形状をシャープに形成することが可能となる。これにより、酸化亜鉛系の透明導電膜を適正にパターニングすることが可能となる。また、上記レーザ光をその照射範囲の一部を重複させながら走査することで、隣接する導電膜パターン間における所期の絶縁抵抗を確保することが可能となる。
【００１４】
上記断面強度分布を有する赤外線パルスレーザ光は適宜の方法によって形成することができる。例えば、中央部よりも周辺部のビーム強度が高いレーザ光を形成する光ファイバーを用いることができる。
【００１５】
上記透明基板は、典型的には、赤外線の透過率が高いガラス基板で構成される。赤外線パルスレーザ光としては、透明導電膜を構成する材料の光学特性に応じて適宜定めることができ、波長１０００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下の近赤外線レーザが用いられる。ガラス基板は、近赤外線の透過率が比較的高いため、基板側からレーザ光を入射させて透明導電膜のパターニングを行うことができる。レーザ光を基板側から入射することで、透明導電膜からの除去物質がレーザ照射源に付着することを回避できる。
【００１６】
上記透明導電膜は、ＺｎＯの二元系に限られず、例えば、アルミニウムが添加されたＡＺＯやガリウムが添加されたＧＺＯ等の三元系材料を用いてもよい。
【００１７】
照射範囲のオーバーラップ率（重複率）は適宜設定することができ、例えば１０％以上７０％以下とすることができる。オーバーラップ率が１０％未満の場合、隣接するパターン間において所期の絶縁抵抗を確保することが困難となる。また、オーバーラップ率が７０％を超えると、レーザ照射領域に導電性の副生成物が生成されることで、パターン間の絶縁抵抗が低下する。上記オーバーラップ率は、透明導電膜に対する赤外線パルスレーザ光の走査速度、当該レーザ光のパルス繰り返し周波数などによって制御することが可能である。
【００１８】
上記薄膜太陽電池の製造方法は、上記透明導電膜の上に半導体層を形成する工程と、上記半導体層の上に金属膜を形成する工程とをさらに具備してもよい。上述のように、透明導電膜を適正にパターニングすることができるため、信頼性の高い薄膜太陽電池を製造することができる。
【００１９】
上記薄膜太陽電池の製造方法は、パターニングされた上記透明導電膜をアルカリ系洗浄液で洗浄する工程をさらに具備してもよい。これにより、レーザ照射領域に生成した導電性の副生成物が除去されることで、隣接するパターン間における絶縁不良を防ぐことができる。
【００２０】
本発明の一実施形態に係る薄膜太陽電池の製造装置は、透明基板上に形成された酸化亜鉛系の透明導電膜を有する薄膜太陽電池の製造装置であって、レーザ光源と、ステージと、移動機構と、制御ユニットとを具備する。
上記レーザ光源は、中央部よりも周辺部のビーム強度が高い断面強度分布を有する赤外線パルスレーザ光を出射させる。
上記ステージは、上記透明基板を支持する。
上記移動機構は、上記ステージを上記透明基板の面内方向に移動させることが可能である。
上記制御ユニットは、上記透明導電膜に対する上記赤外線パルスレーザ光の照射範囲の一部が重複するように上記移動機構を制御する。
【００２１】
上記製造装置において、レーザ光源は、ステージ上に載置された透明基板に対して、上記断面強度分布を有する赤外線パルスレーザ光を照射することで、透明基板上の透明導電膜をパターニングする。制御ユニットは、透明導電膜に対する赤外線パルスレーザ光の照射範囲の一部が重複するように、移動機構によるステージの移動を制御する。
【００２２】
中央部よりも周辺部のビーム強度が高い断面強度分布を有する赤外線パルスレーザ光を用いることで、周辺部よりも中央部のビーム強度が高いガウス分布のような断面強度分布を有する赤外線パルスレーザ光を用いる場合と比較して、レーザ照射領域と非照射領域との境界部における膜残りを抑制でき、かつ、当該境界部の形状をシャープに形成することが可能となる。これにより、酸化亜鉛系の透明導電膜を適正にパターニングすることが可能となる。また、上記レーザ光をその照射範囲の一部を重複させながら走査することで、隣接する導電膜パターン間における所期の絶縁抵抗を確保することが可能となる。
【００２３】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００２４】
［薄膜太陽電池の製造工程］
まず、本実施形態に係る薄膜太陽電池の製造工程の概略について説明する。図１は、薄膜太陽電池の製造方法を説明する工程フロー、図２は各工程における基板の要部断面図である。
【００２５】
薄膜太陽電池モジュールは、透光性のある透明な基板上に作製された複数の太陽電池セルの集積体である。太陽電池セルは、基板上に形成された透明導電膜（第１の電極層）と、この透明導電膜上に形成された半導体層と、この半導体層の上に形成された金属膜（第２の電極層）との積層構造を有する。透明導電膜、半導体層及び金属膜は、ＣＶＤ法やスパッタリング法などの気相成長法により形成される。各層の形成後は、素子を複数のセルに分離するために各層を基板の面上でレーザスクライブし、隣り合う太陽電池セルを直列又は並列に接続する。その後、基板のエッジ部に位置する上記積層膜の除去工程、基板全面の樹脂封止工程等を経て、薄膜太陽電池モジュールが作製される。
【００２６】
図１及び図２を参照すると、まず、ガラス基板１０上に透明導電膜１１が形成される（ステップＳＴ１、図２（Ａ））。
【００２７】
ガラス基板１０は、波長３００ｎｍ以上の光を透過する透明な材料で構成される。ガラスには、ソーダ石灰ガラス、白板ガラス、青板ガラス、ホウ珪酸ガラス等が含まれる。ガラス基板１０の大きさは特に限定されず、例えば、縦１３００ｍｍ、横１１００ｍｍ、厚み４ｍｍとされる。
【００２８】
透明導電膜１１は、酸化亜鉛系の材料が用いられ、ＺｎＯだけでなく、ＺｎＯにアルミニウム（Ａｌ）が添加された酸化亜鉛系材料（ＡＺＯ）、ＺｎＯにガリウム（Ｇａ）が添加された酸化亜鉛系材料（ＧＺＯ）等が適用可能である。特に、ＡＺＯ及びＧＺＯは、耐プラズマ性に優れ、導電率及び近赤外域での透過率がいずれも高い。本実施形態において、透明導電膜１１は、ＡＺＯ膜で構成される。透明導電膜１１は、スパッタリング法により、例えば８００ｎｍ程度の厚みで形成されるが、勿論これに限られない。
【００２９】
必要に応じて、透明導電膜１１は、その表面に所定のテクスチャが形成されてもよい。これにより、透明導電膜１１の表面積が増大するため、光の透過効率や上層（半導体層）との密着性を高めることが可能となる。上記テクスチャの形成方法としては、例えばアンモニウム塩水溶液によるエッチング処理が採用可能である。
【００３０】
次に、ガラス基板１０上の透明導電膜１１の所定領域にレーザ光を照射することで、透明導電膜１１をパターニングする工程が行われる（ステップＳＴ２、図２（Ｂ））。
【００３１】
本実施形態では、後述するように、透明導電膜１１に対し赤外線パルスレーザ光を照射し、照射範囲の一部を重複させながら上記赤外線パルスレーザ光を走査することで、透明導電膜１１に第１の分離溝１１ａを形成する。ガラス基板１０上の個々の透明導電膜１１は、分離溝１１ａによって電気的に絶縁される。また、赤外線パルスレーザ光は、ガラス基板１０側から透明導電膜１１に向けて照射される。これにより、透明導電膜１１の加工屑（ダスト）によるレーザ照射部の汚染を防止することができる。
【００３２】
続いて、透明導電膜１１の加工領域を洗浄液で洗浄する工程が行われる（ステップＳＴ３）。この工程は、レーザ光の照射領域に生成された透明導電膜の導電性分解生成物を除去することを目的としており、洗浄液としては例えば酸系又はアルカリ系水溶液が用いられる。洗浄液として酸系の水溶液を用いる場合は、塩酸、酢酸、硫酸、弗酸等が用いられる。この工程により、分離溝１１ａの絶縁不良を回避することができる。なお、上記分解生成物の生成が問題にならない場合は、当該工程を省略することも可能である。
【００３３】
次に、ガラス基板１０上に半導体層１２が形成される（ステップＳＴ４、図２（Ｃ））。
【００３４】
半導体層１２は、透明導電膜１１及び第１の分離溝１１ａを被覆するように成膜される。本実施形態において、半導体層１２は、各々水素が添加された、ｐ型、ｉ型及びｎ型のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）膜が順に積層された構造を有する。これらアモルファスシリコン層は、プラズマＣＶＤ法で形成される。ｐ型アモルファスシリコン層（ａ−Ｓｉ：Ｈｐ）の膜厚は例えば５ｎｍ〜２０ｎｍ、ｉ型アモルファスシリコン層（ａ−Ｓｉ：Ｈｉ）の膜厚は例えば１００ｎｍ〜６００ｎｍ、そして、ｎ型アモルファスシリコン層（ａ−Ｓｉ：Ｈｎ）の膜厚は例えば数十ｎｍとされる。
【００３５】
続いて、ガラス基板１０上の半導体層１２の所定領域にレーザ光を照射することで、半導体層１２をパターニングする工程が行われる（ステップＳＴ５、図２（Ｄ））。
【００３６】
本実施形態では、半導体層１２に対し緑色パルスレーザ光を照射し、照射範囲の一部を重複させながら上記緑色パルスレーザ光を走査することで、半導体層１２に第２の分離溝１２ａを形成する。第２の分離溝１２ａは、例えば図示するように、第１の分離溝１１ａと隣接するように形成されるが、勿論これに限られない。レーザ光は、上述と同様にガラス基板１０側から照射される。
【００３７】
次に、ガラス基板１０上に金属膜１３が形成される（ステップＳＴ６、図２（Ｅ））。
【００３８】
金属膜１３は、半導体層１２及び第２の分離溝１２ａを被覆するように成膜される。これにより、分離溝１２ａを介して透明導電膜１１と金属膜１３とが電気的に接続される。本実施形態において、金属膜１３は、比較的反射率の高い金属材料、例えばアルミニウムや銀などが用いられる。金属膜１３の膜厚は特に限定されず、例えば数百ｎｍ〜数μｍとされる。
【００３９】
続いて、ガラス基板１０上の金属膜１３の所定領域にレーザ光を照射することで、金属膜１３をパターニングする工程が行われる（ステップＳＴ７、図２（Ｆ））。
【００４０】
本実施形態では、金属膜１３に対し緑色パルスレーザ光を照射し、照射範囲の一部を重複させながら上記緑色パルスレーザ光を走査することで、金属膜１３に第３の分離溝１３ａを形成する。第３の分離溝１３ａは、例えば図示するように、第２の分離溝１２ａと隣接するように形成されるが、勿論これに限られない。レーザ光は、上述と同様にガラス基板１０側から照射され、金属膜１３は、分離溝１３ａの形成領域に位置する半導体層１２と共に除去される。これにより、ガラス基板１０上に複数の太陽電池セルが直列的に接続された太陽電池モジュール１５が作製される。
【００４１】
［レーザ加工装置の構成］
次に、透明導電膜１１、半導体層１２及び金属膜１３のパターニングに用いられるレーザ加工装置（レーザスクライブ装置）の構成について説明する。当該加工装置は、本実施形態に係る薄膜太陽電池の製造装置の一実施形態に対応する。
【００４２】
図３及び図４は、本実施形態に係るレーザ加工装置２０の概略構成を示す平面図及び正面図である。各図において、Ｘ軸及びＹ軸方向は、相互に直交する平面方向であり、Ｚ軸方向は高さ方向を表している。
【００４３】
レーザ加工装置２０は、基台２１と、基板Ｓを支持するためのステージ２２とを有する。ステージ２２は、基板Ｓの下面周縁部を支持する。基台２１とステージ２２との間には、ステージ２２を図中Ｘ軸方向に沿って移動させるための一対のガイドレール２３Ｘが敷設されている。ステージ２２の駆動源にはリニアモータが用いられているが、これに限られず、ボールネジユニット等であってもよい。これらガイドレール２３Ｘ、駆動源等は、ステージ２２の移動機構を構成する。ステージ２２は、パターニング加工を受ける基板Ｓを支持する。
【００４４】
基板Ｓは、透明導電膜１１が形成されたガラス基板１０でもよいし、半導体層１２あるいは金属膜１３が形成されたガラス基板１０であってもよい。基板Ｓは、透明導電膜１１等が成膜される側の面とは反対側の面（背面側）を上方に向けて、ステージ２２上に配置される。ステージ２２は、基板Ｓを所定位置に位置決めするアライメント機構や、基板Ｓを保持する保持機構、ステージ２２上面に対する基板Ｓの受け渡しを補助するリフターピン等を備えていてもよい。
【００４５】
基台２１の上方には、Ｙ軸方向に長手方向を有するガントリー２４が設置されている。ガントリー２４は、基台２１に対して一対の脚部２５を介して固定されている。ガントリー２４には、ステージ２２上の基板Ｓに対してレーザ光を照射するレーザ光源ユニット２６が設置されている。ガントリー２４の上面には、Ｙ軸方向に延在する一対のガイドレール２３Ｙが敷設されており、レーザ光源ユニット２６は、これらガイドレール２３Ｙのガイド作用を受けて図中Ｙ軸方向に移動自在とされる。レーザ光源ユニット２６の駆動源にはリニアモータが用いられているが、これに限らず、ボールネジユニット等であってもよい。これらガイドレール２３Ｙ、駆動源等は、レーザ光源ユニット２６の移動機構を構成する。
【００４６】
レーザ加工装置２０は、制御部２８を備える。制御部２８は、基台２１に対するステージ２２のＸ軸方向への移動と、ガントリー２４に対するレーザ光源ユニット２６のＹ軸方向及びＺ軸方向への移動を制御する。レーザ加工装置２０は、予め定められた制御シーケンスに従って、ステージ２２上の基板Ｓに対してレーザ加工を施すことが可能である。
【００４７】
レーザ光源ユニット２６は複数本のレーザ光源をＹ軸方向に配列したマルチレーザ光源ユニットとして構成されており、本実施形態では、３本の赤外線パルスレーザ光源２６ｒと３本の緑色パルスレーザ光源２６ｇとをそれぞれ組み合わせて構成される。図４に示すように、各色のレーザ光源は交互に配列される。図示せずとも各レーザ光源は、Ｚ軸方向に沿って各々移動自在に構成されている。
【００４８】
図５は、レーザ光源２６ｒ、２６ｇの概略構成図である。レーザ光源２６ｒ、２６ｇは、発振器３１と、光ファイバー３２と、コリメータレンズ３３と、アイソレータ３４と、エキスパンダ３５と、集光レンズ３６とを有する。
【００４９】
発振器３１内で生成されたレーザ光は、光ファイバー３２内で伝送され、光ファイバー３２の射出端からコリメータレンズ３３へ入射する。コリメータレンズ３３へ入射したレーザ光は、コリメータレンズ３３で平行光とされた後、アイソレータ３４を透過してエキスパンダ３５へ入射する。アイソレータ３４は、例えば集光レンズ３６や基板Ｓ上で反射したレーザ光が光ファイバー３２側へ戻ることを防止するためのものである。アイソレータ３４を透過したレーザ光は、エキスパンダ３５によって適切なビーム径に調整された後、集光レンズ３６によって基板Ｓ上の加工対象膜に集光される。
【００５０】
エキスパンダ３５には可変倍率式のものが用いられており、基板照射位置での集光ビームのスポット径ｄを調整する。スポット径ｄ［ｍｍ］は、エキスパンダ３５への入射ビームの直径をＤ、エキスパンダ３５の倍率をｍ、集光レンズ３６の焦点距離をｆ、光の波長をλ、ビーム品質をＭ２としたとき、以下の式で表すことができる。
ｄ＝（Ｍ２×４×λ×ｆ）／（π×ｍ×Ｄ）  …（１）
【００５１】
スポット径ｄは、透明導電膜の構成材料、厚み、パターン幅、パターン精度等に応じて適宜設定することができ、ＡＺＯ膜を加工する場合のスポット径ｄは、３０μｍ以上１００μｍ以下である。例えば、Ｍ２＝２、λ＝１０６４［ｎｍ］、ｆ＝１５０［ｍｍ］、Ｄ＝１．２［ｍｍ］、ｍ＝７とすると、スポット径ｄは、約４８μｍとなる。
【００５２】
ここで、基板Ｓは、上述のように、その成膜面をレーザ光源ユニット２６とは反対側の下方側に向けて、ステージ２２上に載置されている。従って、レーザ光の照射領域から発生するダストがレーザ光源ユニット２６側に飛散することはないので、レーザ光の出射口が上記ダストの付着で汚染されることはない。これにより、レーザ光源ユニット２６のメンテナンスサイクルを長くできるため、長期にわたり安定したレーザ出射機能が確保される。なお、ダストの基板Ｓへの再付着を抑制するため、レーザ加工装置２０には、基板Ｓから発生したダストを回収する集塵ユニット２７が設置されている。集塵ユニット２７のダスト吸い込み口は、例えば、基板Ｓの下面と対向するステージ２２の上面に設けられる。
【００５３】
次に、レーザ光源ユニット２６を構成する赤外線パルスレーザ光源２６ｒの詳細について説明する。
【００５４】
赤外線パルスレーザ光源２６ｒは、波長１０００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下の近赤外線レーザ光を発振し、基板Ｓへ向けて出射する。赤外線パルスレーザ光源は、主として、基板Ｓ上に形成された透明導電膜１１のパターニングに用いられる。発振波長は、基板Ｓを構成するガラス基板１０及び加工対象膜である透明導電膜１１の光学特性に応じて適宜設定される。本実施形態では、ガラス基板１０を介して透明導電膜１１へレーザ光を照射し、当該透明導電膜１１を加工する。したがって、レーザ光は、ガラス基板１０に対して透過特性が高く、透明導電膜１１に対しては吸収特性が高いという光学特性が要求される。
【００５５】
図６は、ガラス基板１０に適用可能なガラス材料について測定した透過率の波長依存特性を示している。図６（Ａ）は白板ガラスの透過率特性を示し、図６（Ｂ）はソーダ石灰ガラスの透過率特性を示している。一方、図７は、透明導電膜１１に適用可能なＡＺＯ膜の透過率及び反射率の波長依存特性の一例を示している。測定サンプルは、膜厚７０００Å（７００ｎｍ）、シート抵抗４．３Ω／□のＡＺＯ膜を用いた。
【００５６】
図７に示すように、ＡＺＯ膜は、紫外線領域（波長４００ｎｍ以下）において透過率及び反射率がいずれも低いことから、紫外線レーザ光を用いればＡＺＯ膜を効率よく加工することが可能であることがわかる。しかしながら、図６（Ａ）、（Ｂ）に示したように、ガラス基板１０は紫外線領域での光の吸収率が比較的高く、ガラス基板１０側からレーザ光を照射してＡＺＯ膜（透明導電膜１１）を加工する場合、ガラス基板１０にクラック等のダメージが入るおそれがある。一方、ＡＺＯ膜は図７に示すように、波長１５００ｎｍ以上の光の反射率が比較的高く、この波長領域のレーザ光ではＡＺＯ膜を効率的に加工することが非常に困難となる。そこで本実施形態では、ＡＺＯ膜に関して透過率及び反射率がいずれも比較的低い波長領域である、１０００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下のレーザ光が用いられる。
【００５７】
次に、ＡＺＯ膜を加工する赤外線レーザ光の断面強度分布（ビームプロファイル）について説明する。
【００５８】
一般的なレーザ加工では、周辺部よりも中央部のビーム強度が高い断面強度分布（ビームプロファイル）を有するレーザ光が用いられる。比較例として図８（Ａ）にＳｎＯ２膜をパターニングする場合におけるレーザ光の典型的な断面強度分布（ビームプロファイル）を模式的に示す。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示すビームプロファイルで厚み７００ｎｍのＡＺＯ膜をパターニングしたときのレーザ照射領域のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）写真である。図中右側がレーザ照射領域であり、左側が非照射領域である。レーザ照射条件は、レーザ発振波長１０６４ｎｍ、レーザ照射パワー８．３７Ｗ（９．６Ｊ／ｃｍ２）、レーザ走査速度１０００ｍｍ／ｓ、パルス幅７２ｎｓとし、加工幅は５８．８μｍであった。
【００５９】
透明導電膜がＡＺＯ等のＺｎＯ系透明導電材料である場合、ＳｎＯ２膜と同様な照射条件でレーザ光を照射すると、透明導電膜を適正にパターニングすることができない。図８（Ｂ）に示すように、図中右側のレーザ照射領域にＡＺＯ膜が残存している様子がわかる。この場合、レーザ照射領域は、分離溝としてのパターン間の絶縁分離機能を果たさない。
【００６０】
そこで本実施形態の形態では、中央部よりも周辺部のビーム強度が高い断面強度分布（ビームプロファイル）を有する赤外線パルスレーザ光を用いて、ＡＺＯ膜をパターニングする。図９（Ａ）に、本実施形態において用いられる赤外線パルスレーザ光の断面強度分布の一例を模式的に示す。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示すビームプロファイルで厚み７００ｎｍのＡＺＯ膜をパターニングしたときのレーザ照射領域のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）写真である。図中右側がレーザ照射領域であり、左側が非照射領域である。レーザ照射条件は、レーザ発振波長１０６４ｎｍ、レーザ照射パワー８．３７Ｗ（９．６Ｊ／ｃｍ２）、レーザ走査速度１０００ｍｍ／ｓ、パルス幅７２ｎｓとし、加工幅は４４．６μｍであった。
【００６１】
図９（Ａ）に示すような断面強度分布を有する赤外線パルスレーザ光を用いることで、図８（Ａ）に示したような断面強度分布を有する赤外線パルスレーザ光を用いる場合と比較して、レーザ照射領域と非照射領域との境界部における膜残りを抑制することが可能となる。ビーム周辺部とビーム中央部との強度比は特に限定されず、周辺部のビーム強度が中央部のビーム強度よりも高ければよい。
【００６２】
本実施形態によれば、比較例（図８（Ｂ））よりも境界部の形状をシャープに形成することができる（図９（Ｂ）)。また、同一のレーザ照射条件にもかからわらず、図９（Ａ）に示したビームプロファイルを有するレーザ光の方が加工幅を狭くすることができる。これらの効果は、中央部よりも周辺部のビーム強度が高いことで、レーザ光（ビーム）の断面外周部の加工効率が高められることによると考えられる。以上のことから、本実施形態によれば、ＡＺＯ膜を適正にパターニングすることができるとともに、微細パターンを高精度に形成することができる。
【００６３】
本実施形態の赤外線パルスレーザ光源２６ｒは、図９（Ａ）に示したように、中央部よりも周辺部のビーム強度が高い断面強度分布を有する赤外線パルスレーザ光を照射する。上記レーザ光は、発振器３１と光ファイバー３２とで生成される。発振器３１としては、ファイバーパルスレーザ発振器が用いられる。
【００６４】
この種のレーザ発振器は、ファイバーレーザ媒質と、励起光源とを有している。励起光源は、励起光をファイバーレーザ媒質へ出射する。励起光の出射タイミングによってレーザ光のパルス幅が制御される。特に、数十ｎｓという微小なパルス幅を容易に実現することが可能である。ファイバーレーザ媒質は、利得媒質としてコアに希土類イオンを添加したファイバーが主に用いられており、ＹＡＧ結晶等の結晶媒質に比べて広帯域な光増幅が可能である。ファイバーレーザ媒質から射出されるレーザ光は、断面強度分布が異なる複数のモードを有しており、光ファイバー３２のコア径及びファイバー長を調整することによって、所望のシングルモードのレーザ光が出力される。本実施形態において、発振器３１から射出されるレーザ光は、中心部に強度のピークを有するＬＰ０１モードと、周辺部にピーク強度を有するＬＰ１１モードが混在するマルチモードを有しており、光ファイバー３２は、伝送過程でＬＰ０１モードのレーザ光を適度に減衰させつつ、所望とするＬＰ１１モードのレーザ光が選択的に出力されるように、コア径及びファイバー長が設定されている。
【００６５】
制御部２８は、透明導電膜１１に対する上記赤外線パルスレーザ光の照射範囲の一部が重複するようにステージ２２の移動を制御する。照射範囲のオーバーラップ率（重複率）は、適宜設定することができ、例えば、１０％以上７０％以下とすることができる。オーバーラップ率が１０％未満の場合、隣接するパターン間において所期の絶縁抵抗を確保することが困難となる。また、オーバーラップ率が７０％を超えると、レーザ照射領域に導電性の副生成物が生成されることで、パターン間の絶縁抵抗が低下する。上記オーバーラップ率は、透明導電膜に対する赤外線パルスレーザ光の走査速度、当該レーザ光のパルス繰り返し周波数などによって制御することが可能である。
【００６６】
上記オーバーラップ率は、以下の式で表すことができる。
オーバーラップ率＝｛（ｄ−Ｖ／ｆ）／ｄ｝×１００［％］  …（２）
ここで、ｄはスポット径［ｍｍ］、Ｖは基板（ステージ）の移動速度［ｍｍ／ｓ］、ｆはパルス繰り返し周波数［Ｈｚ］である。オーバーラップ率は、スポット径ｄ、ステージ２２の移動速度Ｖ、パルス繰り返し周波数ｆを変更することによって、任意に制御することが可能である。例えば、パルス繰り返し周波数ｆを３０ｋＨｚ、スポット径ｄを４８μｍとした場合、移動速度Ｖは１４４ｍｍ／ｓ以上１００８ｍｍ／ｓ以下の範囲で制御される。
【００６７】
図１０は、オーバーラップ率を異ならせて厚み７００ｎｍのＡＺＯ膜に赤外線パルスレーザ光を照射したときのレーザ照射領域を示す各サンプルの光学顕微鏡写真である。レーザ照射条件は、発振波長１０６４ｎｍ、照射パワー８．８Ｗ、繰り返し周波数４９ｋＨｚとし、オーバーラップ率は、基板（ステージ）の移動速度によって調整した。図１０（Ａ）に示すサンプルＡ１では移動速度を２．０ｍ／ｓ（オーバーラップ率１４％）とし、図１０（Ｂ）に示すサンプルＢ１では移動速度を１．５ｍ／ｓ（オーバーラップ率３５％）とした。図１０（Ｃ）に示すサンプルＣ１では移動速度を１．０ｍ／ｓ（オーバーラップ率５７％）とし、図１０（Ｄ）に示すサンプルＤ１では移動速度を０．５ｍ／ｓ（オーバーラップ率７８％）とした。そして、各サンプルについて、レーザ照射領域で分離された隣接する２つのパターン間の直線抵抗を測定した。サンプルＡ１〜Ｄ１の測定値は、それぞれ、５ＭΩ、「Ｏ．Ｌ．」、「Ｏ．Ｌ．」及び２ＭΩだった。「Ｏ．Ｌ．」は、測定器の測定限界を超える抵抗値（オーバーロード、過負荷）を意味する。測定には、横河メータ＆インスツルメンツ株式会社製ディジタル絶縁抵抗計「ＭＹ４０」を用いた。
【００６８】
サンプルＡ１〜Ｃ１を比較すると、サンプルＡ１に比べて、サンプルＢ１及びＣ１は絶縁抵抗が高いことから、オーバーラップ率は高いほど絶縁耐圧が大きくなることがわかる。また、オーバーラップ率が極度に低い場合（例えば１０％未満）、所期の絶縁抵抗（ＭΩ以上）を確保することができないおそれがある。また、サンプルＡ１とサンプルＤ１とを比較すると、オーバーラップ率の高いサンプルＤ１の方が、絶縁抵抗が低いことが確認された。これは、オーバーラップ率が過度に大きいと（例えば７０％超）、レーザ照射領域に導電性の副生成物が発生し、パターン間の絶縁特性を低下させるためであると考えられる。この種の副生成物は、酸化亜鉛系材料を１０００〜１５００ｎｍの波長帯域のレーザで加工した場合に発生しやすい。
【００６９】
一方、上記副生成物は、パターニングされたＡＺＯ膜をアルカリ系水溶液で洗浄することで除去可能である。図１１（Ａ）は所定条件下でパターニングしたＡＺＯ膜サンプルのレーザ照射直後の状態を示すＳＥＭ写真であり、図１１（Ｂ）は当該サンプルをアルカリ系水溶液で洗浄した後の状態を示すＳＥＭ写真である。図１１（Ａ）においてレーザ照射領域に副生成物の存在が確認されるが、図１１（Ｂ）に示すように、洗浄後はレーザ照射領域が清浄化されていることが確認された。洗浄液としては、例えば、水酸化カリウム溶液（水溶液）を用いることができる。
【００７０】
次に、赤外線パルスレーザ光の照射パワー及びパルス幅について説明する。
【００７１】
図１２（Ａ）〜（Ｄ）は、照射パワーを異ならせて厚み７００ｎｍのＡＺＯ膜に赤外線パルスレーザ光を照射したときのレーザ照射領域を示す各サンプルのＳＥＭ写真である。レーザ照射条件は、発振波長を１０６４ｎｍ、繰り返し周波数を５０ｋＨｚ、基板（ステージ）の移動速度を１０００ｍｍ／ｓ、オーバーラップ率を５６％、パルス幅を約７２ｎｓとした。図１２（Ａ）に示すサンプルＡ２では照射パワーを３．８２Ｗ（４．４Ｊ／ｃｍ２）とし、図１２（Ｂ）に示すサンプルＢ２では照射パワーを６．１０Ｗ（７．０Ｊ／ｃｍ２）とした。図１２（Ｃ）に示すサンプルＣ２では照射パワーを８．３７Ｗ（９．６１Ｊ／ｃｍ２）とし、図１２（Ｄ）に示すサンプルＤ２では照射パワーを１０．７９Ｗ（１２．４Ｊ／ｃｍ２）とした。
【００７２】
サンプルＡ２〜Ｄ２はいずれも所期の絶縁抵抗を確保できることが確認されたが、パターン境界部における形状精度が低い。すなわち、レーザ照射領域と非照射領域との境界部をシャープに形成することができない。境界部の形状の崩れは、境界部におけるＡＺＯ膜の溶融とそれによる盛り上がりが関係していると考えられる。パルス幅７２ｎｓで照射したサンプルＡ２〜Ｄ２において、比較的照射パワーの大きいサンプルＤ１に関しては、上記境界部における形状のバラツキが著しい。サンプルＡ２〜Ｄ２の加工幅は、それぞれ、３７μｍ、４２．５μｍ、４５．６μｍ及び４６．１μｍであり、照射パワーが大きくなるほど加工幅が広がることが確認された。
【００７３】
一方、図１３（Ａ）〜（Ｄ）は、パルス幅約３２ｎｓの条件で赤外線パルスレーザ光を照射したときの各ＡＺＯ膜サンプルのＳＥＭ写真である。発振波長は１０６４ｎｍ、繰り返し周波数は５０ｋＨｚ、基板（ステージ）の移動速度は１０００ｍｍ／ｓ、オーバーラップ率は５６％とした。図１３（Ａ）に示すサンプルＡ３では照射パワーを１．４３Ｗ（１．６Ｊ／ｃｍ２）とし、図１３（Ｂ）に示すサンプルＢ３では照射パワーを２．５０Ｗ（２．９Ｊ／ｃｍ２）とした。図１３（Ｃ）に示すサンプルＣ３では照射パワーを３．６２Ｗ（４．２Ｊ／ｃｍ２）とし、図１３（Ｄ）に示すサンプルＤ３では照射パワーを４．７６Ｗ（５．５Ｊ／ｃｍ２）とした。
【００７４】
サンプルＡ３に関しては、照射パワーが低すぎたため、レーザ照射領域上のＡＺＯ膜を完全に除去することができず、パターンの分離溝として所期の機能は得られなかった。サンプルＢ３、Ｃ３及びＤ３に関しては、パターン間に所期の絶縁抵抗を確保でき、かつ、レーザ照射領域と非照射領域との境界部を適度なシャープさで形成でき、境界部におけるＡＺＯ膜の盛り上がりも抑制できることが確認された。サンプルＡ３〜Ｄ３の加工幅は、それぞれ、２８．２μｍ、３７．７μｍ、４１．０μｍ及び４３．１μｍであった。
【００７５】
図１２及び図１３に示した実験結果から、パルス幅が長く照射パワーが大きいほど、ＡＺＯ膜に過度にエネルギーが照射されることでＡＺＯ膜が溶融し、盛り上がりによる形状の崩れが顕著となることがわかる。したがって、パルス幅の大きさに応じた照射パワーを最適化することで、所期の絶縁抵抗を確保しつつ、パターンの形状精度の低下を抑えることが可能となる。パルス幅が約３３ｎｓの場合における照射パワー（エネルギー密度）は、例えば２．０Ｊ／ｃｍ２以上１２Ｊ／ｃｍ２以下とすることができる。
【００７６】
以上、赤外線パルスレーザ光源２６ｒについて説明した。他方、緑色パルスレーザ光源２６ｇは、半導体層１２及び金属膜１３のパターニングが可能であれば、レーザ特性に制限はない。レーザ光源２６ｇから照射される緑色レーザ光としては、例えば、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ（１０６４ｎｍ）の第２次高調波（５３２ｎｍ）を用いることができる。緑色レーザ光のビームプロファイルは、図８（Ａ）に示したようなガウシアン分布であってもよいし、図８（Ｂ）に示したような、中央部よりも周辺部のビーム強度が高い断面強度分布であってもよい。緑色パルスレーザ光の典型的な照射条件としては、半導体層１２のパターニング工程では０．５〜１．３Ｊ／ｃｍ２であり、金属膜１３のパターニング工程では０．５〜１．３Ｊ／ｃｍ２である。
【００７７】
次に、以上のように構成される本実施形態のレーザ加工装置２０の動作について説明する。
【００７８】
図２（Ａ）に示したように、基板Ｓとして、透明導電膜１１が形成されたガラス基板１０（図２（Ａ））は、透明導電膜１１の成膜面を下向きにしてステージ２２上に載置される。制御部２８は、レーザ光源ユニット２６をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させることで、赤外線パルスレーザ光源２６ｒを基板Ｓに対する照射位置へ位置させる。次いで、制御部２８は、ステージを所定の等速度でＸ軸方向へ移動させながら、基板Ｓに向けて赤外線パルスレーザ光を各赤外線パルスレーザ光源２６ｒから同時に照射させる。ステージ２２の移動速度は、制御部２８によって、レーザ光が所定のオーバーラップ率で走査されるような速度に制御される。これにより、透明導電膜１１に対して複数本の第１の分離溝１１ａ（図２（Ｂ））が同時に形成される。
【００７９】
本実施形態において、赤外線パルスレーザ光源２６ｒは、発振器３１から、発振波長１０６４ｎｍ、出力３．６Ｗ、繰り返し周波数３０ｋＨｚ、パルス幅３３ｎｓ（ナノ秒）のランダム偏光のレーザ光を射出する。レーザ光のオーバーラップ率は、上述したような態様で、１０％以上７０％以下の範囲に調整される。
【００８０】
制御部２８は、ステージ２２をＸ軸方向に往復移動させる。第１の分離溝１１ａは、ステージ２２のＸ軸方向への移動中に形成される。制御部２８は、レーザ光源ユニット２６をＹ軸方向に所定距離移動させて、基板Ｓに対する次なる照射位置へレーザ光源ユニット２６を位置させる。レーザ光源ユニット２６のＹ軸方向への移動制御は、ステージ２２の移動方向の折り返し時に実行される。そして、再び上述と同様な動作により、透明導電膜１１に新たな分離溝１１ａが形成される。上記動作が所定回数繰り返されることにより、透明導電膜１１に複数本の分離溝１１ａが形成される。
【００８１】
本実施形態によれば、中央部よりも周辺部のビーム強度が高い断面強度分布を有する赤外線パルスレーザ光を用いてＡＺＯからなる透明導電膜１１をパターニングするようにしている。これにより、レーザ照射領域と非照射領域との境界部における膜残りを抑制でき、当該境界部をシャープな形状で形成することが可能となる。その結果、分離溝１１ａの加工精度が高まり、所期の絶縁抵抗を有する透明導電膜パターンを形成することが可能となる。
【００８２】
分離溝１１ａの形成後、透明導電膜１１は、アルカリ系洗浄液で洗浄される。これにより、分離溝１１ａの形成領域に生成した導電性の副生成物が除去され、分離溝１１ａの絶縁特性を確保することができる。この洗浄工程は、洗浄液中に基板Ｓを浸漬する方法が採用されてもよいし、スプレーあるいは回転塗布方式によって透明導電膜１１を洗浄する方法が採用されてもよい。なお、この洗浄工程の実施は任意であり、必要に応じて省略することができる。
【００８３】
本実施形態のレーザ加工装置２０は、半導体層１２及び金属膜１３のパターニング工程にも用いることができる。半導体層１２及び金属膜１３のパターニングでは、緑色パルスレーザ光源２６ｇが用いられる。そして、上述と同様の動作によって、半導体層１２及び金属膜１３それぞれに対し、所定の位置に複数本の分離溝１２ａ、１３ａ（図２（Ｄ）、（Ｆ））が形成される。
【００８４】
本実施形態によれば、透明導電膜１１のパターニング工程に際して、上述したように照射条件（ビームプロファイル、オーバーラップ率、パルス幅、照射エネルギー等）を最適化することで、分離溝１１ａを適正に形成することができる結果、所期の隣接セル間における所期の絶縁抵抗を有する太陽電池モジュールを安定して製造することが可能となる。特に、分離溝１１ａのエッジ部における透明導電膜の溶融による盛り上がりを抑えることができるため、透明導電膜１１に対する半導体層１２のカバレージ性が高まり、透明導電膜１１と金属膜１３との間の電気的短絡を効果的に阻止することが可能となる。
【００８５】
また、上記レーザ加工装置２０によれば、分離溝１１ａ、１２ａ及び１３ａの形成が可能であるため、１台の装置で全てのレーザスクライブ工程に適用することが可能である。また、レーザ光源ユニット２６が赤外線パルスレーザ光源２６ｒ及び緑色パルスレーザ光源２６ｇを各々複数有しているため、これら複数のレーザ光源を同時に使用することでパターニング工程の効率化を図ることができ、更には生産性の向上を図ることが可能となる。
【００８６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００８７】
例えば以上の実施形態では、本発明に係るレーザ加工装置２０を分離溝１１ａ、１２ａ及び１３ａの形成工程に用いたが、さらに、基板周縁部に形成されている透明導電膜、半導体層及び金属膜からなる積層膜を除去するエッジディレーション工程にも、当該装置を適用してもよい。
【００８８】
また以上の実施形態では、透明導電膜１１の構成材がＡＺＯ膜である場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、ＧＺＯ、ＩＧＺＯ（インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物）等の他の酸化亜鉛系材料で構成された透明導電膜に対しても、本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１０…ガラス基板
１１…透明導電膜
１１ａ…第１の分離溝
１２…半導体層
１２ａ…第２の分離溝
１３…金属膜
１３ａ…第３の分離溝
１５…太陽電池モジュール
２０…レーザ加工装置
２１…基台
２２…ステージ
２３Ｘ、２３Ｙ…ガイドレール
２４…ガントリー
２６…レーザ光源ユニット
２６ｒ…赤外線パルスレーザ光源
２６ｇ…緑色パルスレーザ光源
２８…制御部
３１…発振器
３２…光ファイバー
３３…コリメータレンズ
３４…アイソレータ
３５…エキスパンダ
３６…集光レンズ
【図１】
2011027533.tif 000003
【図２】
2011027533.tif 000004
【図３】
2011027533.tif 000005
【図４】
2011027533.tif 000006
【図５】
2011027533.tif 000007
【図６】
2011027533.tif 000008
【図７】
2011027533.tif 000009
【図８】
2011027533.tif 000010
【図９】
2011027533.tif 000011
【図１０】
2011027533.tif 000012
【図１１】
2011027533.tif 000013
【図１２】
2011027533.tif 000014
【図１３】
2011027533.tif 000015
【国際調査報告】
2011027533.tif 000016
2011027533.tif 000017
2011027533.tif 000018
2011027533.tif 000019